Une équipe de recherche de l’Académie chinoise des sciences a développé une batterie sodium-ion qui élimine l’emballement thermique au niveau de l’ampère-heure, ont rapporté des résultats publiés par IT-Home le 6 avril dans Nature Energy.
Poussée de l’industrie
L’équipe, dirigée par Hu Yongsheng de l’Institut de physique, a introduit un électrolyte polymérisable ininflammable (PNE) qui permet ce qu’elle décrit comme une suppression complète de l’emballement thermique, un risque clé pour la sécurité des systèmes de batteries.
Contrairement aux approches conventionnelles qui reposent sur des additifs ignifuges, le système combine stabilité thermique, stabilité d’interface et isolation physique dans un cadre de protection multicouche.
Comment ça marche
Lorsque les températures internes dépassent 150 °C, l’électrolyte passe du statut liquide à une barrière solide. Ce processus forme une couche de séparation interne qui bloque la propagation de la chaleur et empêche les réactions en chaîne à l’intérieur de la cellule.
Le mécanisme est conçu pour arrêter la propagation des pannes plutôt que de simplement retarder l’allumage, répondant ainsi à une limitation des stratégies traditionnelles de sécurité des batteries.
Résultats de validation
La technologie a été validée dans une cellule sodium-ion cylindrique de 3,5 Ah. Les tests n’ont révélé aucune fumée, aucun incendie ou explosion lors de la pénétration du clou, ni aucun emballement thermique, même à des températures allant jusqu’à 300 °C.
Ces résultats indiquent une interruption complète des voies d’emballement thermique dans des conditions extrêmes.
Performances conservées
L’amélioration de la sécurité ne semble pas réduire les performances de la batterie. La cellule fonctionne sur une plage de températures allant de -40°C à 60°C et maintient sa stabilité à des tensions supérieures à 4,3 V.
La densité énergétique a atteint 211 Wh/kg au niveau de la cellule, selon les données rapportées.
Mise à l’échelle
La recherche est liée à Zhongke Haina (HiNa), un développeur de batteries sodium-ion issu du même institut.
Des révélations récentes de l’industrie indiquent que les batteries sodium-ion sont en passe d’être déployées commercialement. Selon Hina, les tests des camions lourds ont montré une consommation d’énergie par kilomètre inférieure d’environ 15 % et une autonomie environ 20 % plus longue dans des conditions typiques, avec une utilisation commerciale à un stade précoce déjà en cours.
Pertinence pour l’industrie
La dynamique des coûts reste un facteur clé. HiNa s’attend à ce que les batteries sodium-ion atteignent la parité de coût avec les systèmes lithium-ion vers 2027, avec des fourchettes de prix qui se chevauchent d’ici 2028 à mesure que la production augmente.
Les développements parallèles des constructeurs automobiles mettent en évidence une dynamique plus large. BAIC a dévoilé une batterie sodium-ion capable d’une charge complète en 11 minutes environ, ainsi que d’un fonctionnement stable entre -40 °C et 60 °C et d’une résistance aux conditions d’abus à haute température.